JPH0411380Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は音声増幅器、詳しくは出力電力をスイ
ツチ切換手段によつて選択使用できる低周波の増
幅装置に関する。

〈従来の技術〉 音声を前後左右より出力し、いわゆるサウンド
ホニツクを楽しもうとする場合、４つの電力増幅
器を１つの筐体に収納した増幅器が利用される。

この種の増幅器は、２チヤンネルしか使用しな
い場合、その４チヤンネル当たりの出力は４チヤ
ンネル時の各チヤンネル当たりの出力の約２倍の
出力が取り出せるように構成される場合が多い。

つまり、４チヤンネル時の各チヤンネル当たり
の出力が25Wとすると、その総出力は100Wとな
る。従つて、増幅器に付加される放熱器や電源回
路は、100Wの出力を出すことが可能な能力を有
していることになり、２チヤンネルしか作動させ
ないばあいは、各チヤンネル当たり50Wの出力が
可能になる。

上記した構成は、比較的コストの高い放熱器や
電源トランスを大きくすることなく、２チヤンネ
ル４チヤンネル兼用の増幅器が提供できるため広
く応用されている。

以下、図面を参照して従来実施されてきたこの
種の増幅器の具体例を説明する。

第４図に示される増幅器は、BTL（Bridged
Transtormerless）増幅回路を応用したもので、
説明を簡単にするため４チヤンネル増幅器のうち
２チヤンネル分を図示している。

入力端子１，２から入力される信号は、スイツ
チ３，４を介して増幅器６，７に加えられ、その
出力は出力端子８，１０から得られる。

また、増幅器６の出力は、抵抗R₆、スイツチ
５を介して増幅器６の−端子に接続されている。
スイツチ３，４，５はそれぞれBF，Ｍ，BRの切
換ポジシヨンを有し、それぞれ一挙動にて切り換
え可能になつている。なお、抵抗R₁，R₂は増幅
器６の負帰還回路、抵抗R₃，R₄は増幅器７の負
帰還回路である。

今、スイツチ３，４，５が接点Ｍに設定されて
いる場合、入力端子１からの信号は出力端子８と
アース端子９との間から取り出すことができる。
また、入力端子２からの信号は出力端子１０とア
ース端子１１との間から取り出すことができる。
即ち、２チヤンネル増幅器として利用することが
できるわけである。一方スイツチ３，４，５が接
点BFに設定されている場合には、入力端子１か
らの信号は出力端子８に出力される一方、抵抗
R₅を介して、増幅器７の−入力端子に入力され
る。この時、増幅器７の＋入力端子はアースされ
ているため、増幅器７の出力は出力端子８の信号
と逆位相の出力が表れる。よつて出力端子８と出
力端子１０との間に負荷を接続することにより、
入力端子１からの信号のみを約２倍の出力で取り
出すことができる。なお、スイツチ４，５，６が
接点BRに設定されている場合は、入力端子２か
ら入力される信号は、同様に出力端子８，１０の
間から約２倍の出力で取り出すことができる。こ
の構成は増幅器６が２チヤンネル時４チヤンネル
時いずれのときも利用できるばかりでなく、比較
的耐電圧性能の低い増幅素子で構成できること、
回路が非常に簡単であるため広く利用されてい
る。

第５図に示す従来例について説明する。

入力端子２８，２９からの入力信号は、スイツ
チ２４，２５を介して増幅器２６，２７に入力さ
れ、それぞれの出力は出力端子３０，３２とアー
ス端子３１，３３との間から得ることができる。
一方、電源トランス２３２次側巻線にタツプが設
けられ、このタツプをスイツチ２１，２２にて切
り換えることによりダイオードD₁，D₂，D₃，
D₄、コンデンサC₁，C₂から構成される整流回路
の出力＋Ｂ、−Ｂの電圧を変化させることができ
る。この直流電圧は、増幅器２６，２７にそれぞ
れ供給される。また、スイツチ２１，２２，２
４，２５は一挙動にて切り換え可能な構造をなし
ており、それぞれＦ、Ｒ、Ｍの接点を有する。
今、スイツチ２１，２２，２４，２５が接点Ｍに
設定されている場合、入力端子２８からの信号は
出力端子３０から出力され、入力端子２９からの
信号は出力端子３２から出力され、２チヤンネル
増幅器として作動する。この時の両増幅器に与え
られる直流電圧＋Ｂ、−Ｂは低く設定されており、
２チヤンネル同時作動においても放熱器や電源ト
ランスが異常温度まで上昇しないように設計され
ていることはいうまでもない。一方、スイツチ２
１，２２，２４，２５の接点がＦに設定されてい
るときは入力端子２８から入力される信号のみが
出力端子３０に出力され、増幅器２７は無信号入
力となる。また、前述の２チヤンネル同時作動の
時に許容した熱損失まで出力が上昇するように直
流＋Ｂ、−Ｂを高くすることができる。スイツチ
２１，２２，２４，２５の接点がＲに設定されて
いる場合、入力端子２９から入力された信号が出
力端子３２から出力され、増幅器２６は無信号入
力となり前述と同様、出力レベルを上昇させるこ
とが可能となる。かくして、２チヤンネル増幅器
の場合の各チヤンネル出力に比較して、１チヤン
ネル増幅器の場合、約２倍の出力が得られる回路
が構成されている。この従来例は、増幅器の構成
素子として高耐圧性能のものを必要とする反面、
電源回路の利用効率が良好という長所があり、こ
れも広く利用されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、第４図に示すBTL回路の応用にお
うては、放熱量が大きいという問題が発生してい
る。いわゆるBTL回路は、構成する増幅器１つ
から取り出しうる出力電力の４倍の電力を理論上
取り出すことができるが、実際の回路では約２倍
の出力しか取り出せない。この原因は、回路構成
素子中に必ず存在する損失抵抗があるため、回路
内に２倍の電流が流れないことによる。即ち、電
源トランス内部の直流分による電圧降下及びトラ
ンジスタのコレクタ、エミツタ間の残り抵抗、さ
らには安定度向上のため、設けたエミツタ抵抗等
により出力が制限されることによる。よつて、
BTL回路で構成された出力50Wの増幅器と、１
つの増幅器のみで出力50Wを得ることができる増
幅器を比較した場合、BTL回路で構成された増
幅器のほうが、１つの増幅器で構成された増幅器
より1.5倍電力損失が大きいという実験結果が出
てくる。即ち、BTL回路による構成をとる場合、
同一の出力を得るための１つの増幅器用に容易さ
れた放熱器や電源トランスを大きくする必要が生
じ、これがコスト的にかなり大きくなる。

また、第５図による従来例においては、BTL
回路のような効率の悪化はないが、電源トランス
の２次側巻線よりタツプを取り出す必要があるこ
と、さらにはスイツチ２１，２２に流れる電流は
大電流であり、かつかなり大きいラツシユ電流が
流れることから、その接点構造はこれに耐えうる
構造、材料を使用しなければならないから上記し
たようにコスト的な障害が生じる。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案に係る増幅装置は、入力信号を増幅する
出力増幅器と、当該出力増幅器の前段に設けてあ
り前記入力信号を前記出力増幅器により無歪で増
幅させるべく当該入力信号をクリツプする振幅制
限器と、当該振幅制限器と前記出力増幅器との間
に設けてあり前記振幅制限器の出力信号を減衰せ
しめるアツテネータと、外部からの命令に応じて
前記振幅制限器から前記出力増幅器にかけて伝達
される信号を遮断するチヤンネル切り換え手段と
を有する増幅器系を２つ設けて２チヤンネル構成
としてある増幅装置であつて、２つの増幅器系に
おける各アツテネータの信号減衰量は、２つの増
幅系の双方が動作状態になつたとき、２つの増幅
器系の何れか一方が動作状態であるときに比べて
夫々増大するようになつている。

〈作用〉 ２つの増幅器系における各チヤンネル切り替え
手段の何れもが動作しなければ２チヤンネル動作
となる一方、何れかが動作すれば１チヤンネル動
作となる。１チヤンネル動作から２チヤンネル動
作に切り替わると、各アツテネータの信号減衰量
が何れも増加し、前段の振幅制限器の振幅量が実
質的に下がり、これに伴つて各出力増幅器の最大
出力電力値が何れも低下する。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本考案に係る一実施例を
説明する。

第１図は本考案に係る増幅装置の一実施例を示
す回路図であつて、これは図示の通り２つの増幅
器系を有し、２チヤンネルの構成となつている。

入力端子４１，４２から入力された信号は（入
力信号に相当する）、振幅制限器４３，４４に入
力され、その出力は、抵抗R₁，R₂及びR₃，R₄で
構成するアツテネータを介して出力増幅器４５，
４６に入力され、その出力は端子４７，５０から
得られる。さらに、アツテネータの出力は、抵抗
R₅，R₆を介してそれぞれトランジスタ５２，５
３のコレクタに接続され、このトランジスタのエ
ミツタはそれぞれアースされている。また、抵抗
アツテネータの出力は、別のトランジスタ５４，
５５のコレクタにそれぞれ直接接続され、かつこ
のトランジスタのエミツタはアースされている。
この増幅装置の動作状態を切り換えるためにスイ
ツチ５１が設けられＦ、Ｒ、Ｍの３つの接点から
トランジスタ５２，５３，５４，５５のベースに
それぞれ接続されている。すなわち、接点Ｆは抵
抗R₁₀を介してトランジスタ５５のベースへ、ま
た接点R₉を介してトランジスタ５４のベースへ、
接点Ｍは抵抗R₇，R₈を介してそれぞれトランジ
スタ５２，５３のベースへ接続されている。さら
にこのスイツチ５１のコモン端子は＋Ｂに接続さ
れている。なお、トランジスタ５４、抵抗R₉、
スイツチ５１（接点Ｒ）及びトランジスタ５５、
抵抗R₁₀、スイツチ５１（接点Ｆ）は夫々チヤン
ネル切り替え手段を構成する。

ここで、出力増幅器４５，４６の電源は＋B₂、
−B₂の電圧が供給され、１チヤンネル増幅器と
して出力端子４７、または５０とアース端子４８
または４９の間で定格出力が取り出し得る電圧と
して設定してある。一般にこの電圧は非安定化電
源から供給されている。一方、振幅制限器４３，
４４の電源は＋B₁、−B₁の電圧が供給され、かつ
この＋B₁及び−B₁の電源は安定化電源より供給
を受ける。このように構成された増幅器において
端子４１，４２から信号を加えこれを徐々に大き
くしていつた時、第２図に示すごとく振幅制限器
４３，４４の出力は＋B₁、−B₁の電源電圧よりわ
ずかに小さい電位でクリツプされる。すなわち、
このクリツプ現象を利用することにより振幅制限
ができる。このクリツプされるピーク電圧はほぼ
振幅制限器の電源電圧によつて決定されるから、
＋B₁、−B₁が安定化電源より供給されることによ
り、非常に安定した振幅制限器を得ることができ
る。本実施例の増幅装置において、振幅制限器４
３，４４の出力は振幅が制限され始めるレベルよ
り約1db低い出力レベルに出力増幅器４５，４６
で制限されるように設定されている。さらに、ア
ツテネータR₁，R₂及びR₃，R₄によりこの規定入
力時、出力端子４７，５０からは無歪最大出力が
取り出されるように利得が設定されている。すな
わち、出力増幅器４５，４６は振幅制限器４３，
４４が振幅制限を開始するまえにクリツプし始め
ることになり、出力増幅器の出力はこれに印加さ
れる電源電圧＋B₂、−B₂の値に依存する。

今、スイツチ５１が接点Ｆに設定されている場
合、トランジスタ５５のみONとなり（振幅制限
器４４から出力増幅器４６にかけて伝達される信
号の流れが遮断されることを意味する）、他のト
ランジスタ５２，５３，５４はOFF状態である
から、端子４１からの入力信号のみが端子４７か
ら出力され、この出力は出力増幅器４５に加えら
れた＋B₂，−B₂の電源電圧で決定される。スイツ
チ５１が接点Ｒに設定されている場合、同様に端
子４２からの入力信号のみが出力端子５０から得
ることができ、かつこのときもその出力が出力増
幅器４６に加えられた＋B₂，−B₂の電源電圧で決
定される。

次に、スイツチ５１が接点Ｍに設定された場
合、トランジスタ５４，５５がOFFとなる一方、
トランジスタ５２，５３がONとなる。即ち、ト
ランジスタ５４，５５がOFFであるゆえに、２
チヤンネルの何れもが動作状態にあり、しかもト
ランジスタ５２，５３がONであるゆえに、各ア
ツテネータの抵抗R₅，R₆が何れも接地されるこ
とにより、２チヤンネルの何れか一方が動作状態
にあるときに比べて、各アツテネータの信号減衰
量が大きくなる。仮にこの減衰量がトランジスタ
５２，５３がONすることにより4db増加するよ
うに設定されておれば、出力増幅器４５，４６の
出力電圧も4db下がる。この模様を第３図にて説
明する。

第３図は、入力端子４１，４２に印加された電
圧レベルと出力端子４７，５０の電圧レベルの変
化をグラフにしたものである。なお、入力、出力
電圧ともピーク電圧で表示してある。図中V₁は
スイツチ５１がＦまたはＲの接点に設定されてい
るときの出力増幅器がクリツプすることにより生
じる飽和電圧であり、前述のごとく、電圧＋B₂，
−B₂に依存する。そして、出力端子に接続され
た負荷抵抗をRLとするとV₁ ²／RLで表される電
力が無歪最大出力すなわち定格出力である。図
中、V₀は出力端子４７，５０からは取り出せな
い架空の電圧であり、この電圧は振幅制限器４
３，４４がクリツプしたときの電圧である。図
中、V₂はスイツチ５１が接点Ｍに設定されてい
るときの飽和電圧であり、この電圧はアツテネー
タの減衰量を大きくしたことにより振幅制限器４
３，４４のクリツプ現象が端子４７，５０にて観
測されたものである。このときの無歪最大出力は
V₁ ²／RLとなる。

前述の説明にてV₀とV₁のレベル差を1dbと設
定してあるからV₁とV₂とのレベル差は3dbとな
る。すなわち、V₁ ²／RLの電力に比較し、V₂ ²／
RLの電力は１／２になつていることになる。ス
イツチ５１が接点Ｍに設定されている場合、出力
端子４７，５０から取り出し得る電圧のピーク値
はV₂越えることがなく、すなわち出力電力を制
限したことになる。実験によれば、１チヤンネル
時、V₁の出力が得られるときの全消費電力と、
２チヤンネル時、各チヤンネルごとにV₂の出力
が得られるときの全消費電力はほぼ等しい値とな
り、１チヤンネル、２チヤンネル動作いずれにお
いても放熱器や電源トランスの発熱量は同程度に
なることが確かめられた。

〈考案の効果〉 すなわち、当初の第１の目的であるBTL回路
方式による熱損失の増加を伴わない１チヤンネ
ル、２チヤンネル兼用増幅器が実現できたことに
なる。さらに、この兼用のための制御回路は、ト
ランジスタのベース電流をON／OFFすることに
より構成されているから、その制御に必要な電力
は極めてわずかとなる。

回路構成素子として従来の第４図や第５図の回
路素子より多くなつているが、この制御電力が少
ないことを利用して、第１図に示すＡの枠内を集
積回路で構成させることは非常に簡単であり、大
量生産技術により大幅に経済性を改善した増幅装
置も実現できることになる。

もちろん、アツテネータの減衰量の変化幅を任
意にとれば、例に示したトランジスタ５２，５３
と抵抗R₅，R₆による減衰量切換回路の代わりに
出力増幅器４５，４６の利得を切り換えても同様
に目的を達せられることはいうまでもない。さら
に、実施例においては、１チヤンネル動作は端子
４１，４２いずれからの入力信号を選択して行え
る例を示したが、スイツチ５１の接点を１つ少な
くし、端子４１のみのもしくは４２のみの入力し
か１チヤンネル動作しないように構成させること
も可能である。

また、実施例では１チヤンネル２チヤンネル切
り換え回路としたが、第１図に示す実施例をさら
にもう１組設け、２チヤンネル、４チヤンネル切
換式の増幅装置にすることも可能である。

このように本考案の構成によれば、従来に比較
して、電力効率の向上及び回路構成の簡単化とい
う点で優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る増幅装置の回路図、第２
図は本考案の構成回路となる振幅制限器の電源電
圧と振幅制限状態を示すグラフ、第３図は本考案
に係る増幅装置の入出力電圧特性図、第４図及び
第５図は従来の１チヤンネル、２チヤンネル切換
方式の増幅装置の回路図である。 ４１，４２……入力端子、４３，４４……振幅
制限器、４５，４６……出力増幅器、４７，５０
……出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力信号を増幅する出力増幅器と、当該出力増
   幅器の前段に設けてあり前記入力信号を前記出力
   増幅器により無歪で増幅させるべく当該入力信号
   をクリツプする増幅制限器と、当該振幅制限器と
   前記出力増幅器との間に設けてあり前記振幅制限
   器の出力信号を減衰せしめるアツテネータと、外
   部からの命令に応じて前記振幅制限器から前記出
   力増幅器にかけて伝達させる信号を遮断するチヤ
   ンネル切り替え手段とを有する増幅器系を２つ設
   けて２チヤンネル構成としてある増幅装置であつ
   て、２つの増幅器系における各アツテネータの信
   号減衰量は、２つの増幅系の双方が動作状態にな
   つたとき、２つの増幅器系の何れか一方が動作状
   態であるときに比べて夫々増大するようになつて
   いることを特徴とする増幅装置。